弹性平板和覆在弹性平板上柔性层的流致振动

平板是舰船壳体的主要体现形式，平行于平板的水流诱发的流致振动被认为是流动噪声的起因之一，并因此提出了船用平板上覆以柔性层以降噪的问题。本文先以典型的两种来流速度情况用能量判明裸弹性平板流致振动的收敛性，在此基础上分析了覆在弹性平板上柔性层面临的流致振动问题。     

深海非粘结柔性立管简化模型数值分析及实验研究

非粘结柔性立管具有弯曲刚度小、质量轻、耐腐蚀以及抗疲劳等特点,适用于深海恶劣的海况。然而由于非粘结柔性立管层与层之间的摩擦、接触等诸多强非线性特性,使得其数值模拟分析面临众多挑战,很难同时保证分析模型的精度和效率。提出一个新的非粘结柔性立管简化模型,在考虑摩擦和接触等非线性特性,以及骨架层和抗压层的沿轴向的弹性模量的条件下,运用梁单元和壳单元简化了建模。实验研究的拉伸、扭转、弯曲刚度结果与新建简化模型计算结果的对比分析,验证了所建简化模型的可靠性。研究表明,新的简化模型不仅能节省计算时间,而且更加接近柔性立管的实际本构关系和实验结果。     

浮筒单点系统缓波式柔性立管疲劳分析

将非黏结性柔性立管应用到浮筒式单点系统中去,借助ORCAFLEX软件建立浮筒式单点系统的耦合分析模型。利用ABAQUS软件研究柔性立管各层在张力和弯矩作用下的应力分配,得到内抗拉层和外抗拉层的应力系数,进而对立管进行浪致疲劳和涡激疲劳分析。结果表明:该系统中柔性立管的疲劳寿命主要取决于内层抗拉层,最大疲劳损伤出现在限弯接头与立管连接点附近,张力影响因素对该点的疲劳损伤影响大于曲率影响因素。     

压电层合柔性梁振动主动控制

智能材料因其低质量、宽频带和强适应性等特点,在柔性结构振动主动控制方面有了极大的应用.基于Mindlin一阶剪切变形理论,考虑机电耦合作用,推导了含电势自由度的4节点四边形压电层合板/壳单元的有限元列式,并对含压电层的典型柔性结构的动力特性进行了分析.采用精细积分法计算结构的状态空间响应,用线性二次型调节器( LQR)方法设计输出反馈控制器,实现了压电层合柔性梁的振动主动控制.     

无粘结柔性管抗拉伸层结构分析

柔性管抗拉伸层是复杂的空间螺旋线结构,其结构响应分析对柔性管疲劳分析、强度分析和屈曲分析有重要作用。文章基于曲梁理论,应用斜驶螺旋线假设和测地线假设两种空间曲线公式,以空间细长杆理论及胡克定律本构方程为基础,采用格林应变张量与第二Kirchoff应力张量度量,对深海无粘结柔性管抗拉伸层螺旋形钢缆结构平衡方程进行了推导,编写了分析程序。利用该程序,分析了抗拉伸层钢缆在轴对称载荷下和弯矩作用下的曲率变化和结构响应;同时利用三维直梁有限元模型与曲梁有限元模型建立数值模型,将程序结果与数值模拟模型结果进行了对比,证明了结果可行性。该结果可为柔性管抗拉伸层结构设计提供快速的预估计方法。     

张力腿平台筋腱连接器的结构设计

针对500 m水深张力腿平台实际尺寸及载荷要求,设计一种适用于40 in筋腱的筋腱连接器。顶部连接器通过抱夹卡瓦与筋腱连接,底部连接器采用旋转式锁紧机构,两者通过柔性体来提供柔性连接。柔性体采用14层钢板及15层橡胶的设计,可以在承受1 458.8kN·m转矩的同时,实现最大12°的转角。抱夹卡瓦选用10mm间距及40°夹角的卡环,可以与筋腱稳固啮合。仿真结果表明,采用现有材料的柔性体和抱夹卡瓦均满足Survival海况的使用条件,为我国首座TLP平台的筋腱设计提供了可靠的解决方案。     

柔性去耦覆盖层降噪机理分析

利用Hankel变换和传递矩阵方法,推导了点激励敷设柔性层系的无限大薄板的辐射声压插入损失和辐射声功率插入损失.理论分析指出,当钢板的质量较大或者频率较高时,柔性层系对于板本身的减振效果实际上很小,辐射噪声降低的主要原因是柔性层系的隔振或隔声作用.辐射声压插入损失与通常所理解的两边都是水时覆盖层的透声系数(及相应的隔声量)没有简单的关系.数值计算表明:(1)低频段存在一个失效区,辐射噪声不降反升;(2)柔性层的损耗越大插入损失提高越多;(3)阻抗渐变的柔性层系的敷设顺序引起的插入损失不同,但均比单层结构有更好的降噪效果.     

柔性混凝土(FCC)护岸港口工程应用数值模拟

由于港口护岸衬砌工作条件特殊性以及材料使用单一性,常常因外部荷载的作用导致其破坏。在新型材料研究基础上,结合柔性水泥混凝土(FCC)材料自身的优越的自适应性能以及护岸结构受力特点,将柔性水泥混凝土引入港口护岸工程中,提出一种新型的护岸衬砌结构。通过数值模拟应用实例,对比上面层FCC厚度一定、下面层普通混凝土(PCC)厚度变化时,上面层与下面层中心点处应力-应变变化趋势。结果表明:柔性水泥混凝土(FCC-PCC)符合衬砌护岸满足护岸堤防设计的要求,而且在外部荷载的作用下应力-应变变化均较小,是一种实用的护岸衬砌手段。     

舰船基座上单层隔振装置能量流数值分析

对安装在柔性基础上的单层隔振装置建立了能量流计算方法,考虑了基础的柔性和激励源的不对称性,针对实船舰用泵组,建立了矩形薄板上安装四个减振器的隔振系统模型,并对主要设计参数进行了讨论。     

超大型浮体柔性连接器疲劳强度模型试验

为了保证超大型浮体的作业安全,需要精确评估连接器结构疲劳强度。文章针对一种由尼龙柔性夹层和环肋加强圆管轴构成的铰接式连接器,开展了疲劳强度模型试验,测量了热点应力、疲劳寿命和裂纹扩展。考虑接触、柔性层以及开孔的影响,采用三维有限元方法计算了连接器结构应力,分别基于S-N曲线和裂纹扩展,给出了柔性连接器疲劳寿命评估方法。比较分析表明,计算得到的连接器结构应力和疲劳寿命与模型试验结果吻合,文中方法可用于柔性连接器结构疲劳强度设计